深入解读Linux进程函数fork(),vfork(),execX()
作者：yqtaowhu
本文研究的主要是Linux进程函数fork(),vfork(),execX()的相关内容，具体介绍如下。
函数fork()
fork函数：创建一个新进程
1、fork()成功后，将为子进程申请PCB和用户内存空间。
2、子进程会复制父进程用户空间的所有数据(代码段、数据段、BSS、堆、栈)，文件描述符。
3、复制父亲进程PCB中绝大多数信息。
4、虽然子进程复制了文件描述符，而对于文件描述符相关的文件表项(struct file结构),则采用共享的方式。
一个实例：
#include <unistd.h> //fork fuction
#include <fcntl.h> //file operator
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> //exit fuction
#include <string.h>
int main() {
pid_t pid;
int i=1;
int status;
char *ch1="hello",*ch2="world",*ch3="IN";
int fd;
if ((fd=open("fork.txt",O_RDWR|O_CREAT,0644))==-1) {
perror("not open");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if (write(fd,ch1,strlen(ch1))==-1) { //write in fork.txt
perror("not write");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if ((pid=fork())==-1) {
perror("fork error");
exit(EXIT_FAILURE);
}
else if(pid==0) { //son process
int i=2; //change i
printf("child:i=%d\n",i);
if (write(fd,ch2,strlen(ch2))==-1)
perror("child write");
return 0;
}
else {
sleep(1);
printf("parent:i=%d\n",i);
if (write(fd,ch3,strlen(ch3))==-1)
perror("child write");
wait(&status);
return 0;
}
}
运行：
[root@localhost linux]# gcc -o fork fork.c [root@localhost linux]# ./fork child:i=2 parent:i=1
可以看到在子进程中改变了i的值，然而父进程i仍为1,所以说子进程和父进程有自己的用户空间。而打开所创建的fork.txt可以得到hellowordIN,父子进程共同对一个文件操作写入的数据是不交叉覆盖的，说明父子进程共享文件偏移，一次共享文件表项。
函数vfork()
与fork()函数不同，vfork()函数在创建进程是并不复制父进程的地址空间，而是在必要的时候才申请新的存储空间，因此使得vfork()更有效率。
特别注意的是vfork()是共享父进程的代码以数据段。
一个例子:
#include <unistd.h> //fork fuction
#include <fcntl.h> //file operator
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> //exit fuction
#include <string.h>
int i=10;
int main() {
pid_t pid;
if ((pid=fork())==-1) {
perror("fork error");
exit(EXIT_FAILURE);
}
else if(pid==0) { //son process
i++;
printf("child:i=%d\n",i);
_exit(0);
}
else {
sleep(1);
printf("parent:i=%d\n",i);
return 0;
}
}
注意：上面的代码中回收子进程用的是_exit(0),如果用return 0;的话它会回收用户空间，因此在父进程调用的时候会出现段错误。
下面是调用输出结果：
如果以fork()创建则会输出： [root@localhost linux]# ./fork child:i=11 parent:i=10 如果改为vfork()，则： child:i=11 parent:i=11
函数exec X()系列函数
用fork()函数创建紫禁城后，如果希望在当前子进程中运行新的程序，则可以调用execX系列函数。
注意：当进程调用exec函数后，该进程的用户空间资源完全有新程序代替。
这些函数的区别在于：
1、指示新程序的位置是路径还是文件名
2、在使用参数时是使用参数列表哈市使用argv[]数组
3、后缀有l(list)表示使用参数列表，v表示使用argv[]数组
具体如下所示：
#include<unistd.h> int execl(const char *pathname,const char *arg0,.../*(char *) 0 */); int execv(const char *pathname,char *const argv[]); int execle(const char *pathname,const char *arg0,.../*(char *) 0 ,char *const envp[] */); int execve(const char *pathname,char *const argv[],char *const envp[]); int execlp(const char *filename,const char*arg0,.../*(char *) 0*/); int execvp(const char *filename, char *const argv[]); int fexecve(int fd,char *const argv[],char *const evnp[]);
一个实例：
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
int main(int argc ,char* argv[]) {
pid_t pid;
if ((pid=fork())==-1)
printf("error");
else if (pid==0)
execl("/bin/ls","ls","-l",argv[1],(char *)0);
else
printf("father ok\n");
}
运行可以看到在子进程中执行了ls命令。
[yqtao@localhost linux]$ gcc -o exec execX.c [yqtao@localhost linux]$ ./exec /home father ok
//execlp()函数使用
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
int main(int argc ,char* argv[]) {
execlp("ls","ls","-l","/home",(char*)0);
}
//execv()函数的使用
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
int main(int argc ,char* argv[]) {
char* argv1[]={"ls","-l","/home",0};
execv("/bin/ls",argv1);
}
ecvp()会从环境变量PATH所指定的目录中查找文件名作为第一个参数，第二个及以后的参数由参数列表，注意最后一个成员必须为NULL
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
int main(int argc ,char* argv[]) {
char* argv1[]={"ls","-l","/home",0};
execvp("ls",argv1);
}
总结
以上就是本文关于深入解读Linux进程函数fork(),vfork(),execX()的全部内容，希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站其他相关专题，如有不足之处，欢迎留言指出。感谢朋友们对本站的支持！